GR1010657B - Ευφυης συσκευη εισπνεομενης φαρμακευτικης αγωγης με βιοπαρακολουθηση και προσωποποιημενη εκπαιδευση μεσω ταξινομησης πολλαπλων δεδομενων - Google Patents

Abstract

Ευφυής συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής με βιοπαρακολούθηση και προσωποποιημένη εκπαίδευση μέσω ταξινόμησης πολλαπλών δεδομένων (1) αποτελούμενη από συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), θήκη προσαρμογής (3) και ένα έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4). Η ευφυής συσκευή (1) για την εκπαίδευση και υποστήριξη των ασθενών με χρόνια αναπνευστικά προβλήματα για τη διαδικασία αυτοδιαχείρισης της ασθένειάς τους, λειτουργεί ως πρόσθετη συσκευή σε διάφορους τύπους εισπνευστήρα (2) φαρμάκου για την αξιοποίηση δεδομένων από ηχητικά συμβάντα και επιταχύνσεις κατά τη χρήση καθώς και περιβαλλοντικών παραμέτρων από το περιβάλλον του ασθενή κατά τη χρήση του, που καταγράφονται από ένα ενσωματωμένο μικρόφωνο (12), επιταχυνσιόμετρο (14), μονάδα αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας (16) και της παρακολούθησης μέσω της κάμερας (84) του συστήματος απεικόνισης και διεπαφής (19) που διαθέτει ο χρήστης (69), βάσει της ανάλυσης των οποίων γίνεται η καθοδήγηση και η εκπαίδευσή του στη σωστή τη λήψη του εισπνεόμενου φαρμάκου.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΕΥΦΥΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΙΣΠΝΕΟΜΕΝΗΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ

ΑΓΩΓΗΣ ΜΕ ΒΙΟΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΚΑΙ

ΠΡΟΣΩΠΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΜΕΣΩ

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Η παρούσα εφεύρεση αφορά την ανάπτυξη και κατασκευή ευφυών συστημάτων ορθής χρήσης εισπνοής φαρμάκου. Πιο συγκεκριμένα, η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται στην ανάπτυξη και κατασκευή πρόσθετων συστημάτων σε συσκευές εισπνοής φαρμάκου που επιτρέπουν μέσω δικτύου ασύρματων αισθητήρων την παρακολούθηση της ορθής χρήσης και εκπαίδευσης του ασθενούς.

Οι χρόνιες αναπνευστικές παθήσεις, όπως το άσθμα και η χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια, δε χρήζουν ολικής θεραπείας, αλλά δύναται να ελεγχθούν με τη χρήση εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής. Συνήθως, οι ασθενείς στα πλαίσια της φαρμακευτικής αγωγής πρέπει να χρησιμοποιούν τακτικά συσκευές εισπνοής για να λαμβάνουν τη θεραπεία τους. Δυστυχώς, τα σφάλματα χρήσης είναι συνηθισμένα: εκτιμάται ότι το 30-40% των ασθενών με χρόνια αναπνευστικά προβλήματα δεν χρησιμοποιούν σωστά τις συσκευές εισπνοής τους. Αυτό μπορεί να έχει άμεσο αντίκτυπο στον τρόπο λήψης του φαρμάκου, μειώνοντας τα οφέλη του.

Το αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως είναι η επίλυση των μειονεκτημάτων της προγενέστερης τεχνικής στην παροχή ενός ολοκληρωμένου πρόσθετου ευφυούς συστήματος για κάθε τύπο εισπνεόμενης συσκευής φαρμάκου που επιτρέπει τόσο στην εκπαίδευση, όσο στην υποστήριξη των ασθενών με άσθμα ή με χρόνια αναπνευστικά προβλήματα, στη διαδικασία αυτοδιαχείρισης της ασθένειάς τους, μέσω της σωστής λήψης δόσης φαρμάκου.

Το μειονέκτημα των μέχρι τώρα συστημάτων υποβοήθησης αυτοδιαχείρισης είναι ότι χρησιμοποιούνται με α) διαδραστικές μεθόδους χωρίς την παρουσία γιατρού για την αξιολόγηση σωστής ή μη λήψης φαρμάκου, και β) κατά την επίσκεψη του ασθενούς στο ιατρείο με τη παρουσία του γιατρού ο οποίος εκπαιδεύει με φυσικό τρόπο τη σωστή ανακίνηση της εισπνεόμενης συσκευής φαρμάκου και της εισπνοής του μόνο κατά τη παρούσα στιγμή. Οι διαβουλεύσεις αυτές με τους πνευμονολόγους και γενικούς ιατρούς είναι συχνά σύντομες, χωρίς να δίνεται αρκετός χρόνος για την παρακολούθηση της χρήσης του συνταγογραφούμενου φαρμάκου εισπνοής ή για την παροχή πλήρους εξήγησης στους ασθενείς σχετικά με τον τρόπο χρήσης των εισπνευστήρων τους. Οι σύντομες επισκέψεις ασθενών είναι επίσης συχνές στο φαρμακείο. Αυτό συνεπάγει από τους δυο παραπάνω λόγους ότι δεν υπάρχει συνεχής παρακολούθηση και καταγραφή της λήψης φαρμάκου αφήνοντας επιρρεπή τον ασθενή στην ελλιπή εκμάθηση και επανάληψη λαθών στην καθημερινή χρήση των συσκευών εισπνοής φαρμάκου, άρα και της ορθής φαρμακευτικής αγωγής.

Αναφορικά με ευφυή συστήματα ορθής χρήσης εισπνοής φαρμάκου είναι γνωστές στην τεχνική και περιγράφονται τόσο στα έγγραφα WO2017205824A1, ΕΡ3551263Β1 καθώς και στις εφαρμογές από την εταιρία Hephaï, Propeller Health and Adherium Limited έχουν κυκλοφορήσει πρωτότυπα προϊόντα στην αγορά.

Παρόλο αυτά, οι εφευρέσεις αυτές παρουσιάζουν το πρόβλημα ότι επικεντρώνονται κυρίως στην αποφυγή παράλειψης δόσεων ή και στην επιτήρηση ορθής λήψης φαρμάκου με τεχνικές που εξαρτώνται από τα συγκεκριμένα δεδομένα εκπαίδευσης που χρησιμοποιήθηκαν με χρήση επιταχυνσιομέτρων και αισθητήρων βαρομετρικής πίεσης και τη συγκεκριμένη εφαρμογή της μεθόδου τεχνητής νοημοσύνης. Αυτό συνεπάγει ότι δεν υπάρχει ένα εύχρηστο περιβάλλον οπτικής και ακουστικής αναγνώρισης για την εξατομικευμένη παρακολούθηση του χρήστη σε πραγματικό χρόνο ώστε να τον καθοδηγεί βήμα προς βήμα στη σωστή χρήση της εισπνεόμενης συσκευής. Επίσης, δεν υπάρχει καμία μέριμνα στις υφιστάμενες αυτές συσκευές για τον εντοπισμό περιβαλλοντικών κινδύνων στο χώρο από παράγοντες όπως θερμοκρασίας και υγρασίας που βρίσκεται ο χρήστης, με δεδομένο πως οι συνθήκες του περιβάλλοντος είναι άμεσα συνδεδεμένες με την κατάσταση της υγείας του.

Για να επιτευχθεί ο ανωτέρω σκοπός του αντικειμένου, υιοθετείται η τεχνική λύση της παρούσας εφεύρεσης, ανάπτυξη και κατασκευή ευφυούς συστήματος για την εκπαίδευση και υποστήριξη των ασθενών με άσθμα ή/και με χρόνια αναπνευστικά προβλήματα για τη διαδικασία αυτοδιαχείρισης της ασθένειάς τους, που λειτουργεί ως πρόσθετη συσκευή σε διάφορους τύπους εισπνευστήρα φαρμάκου και υποστηρίζεται από αισθητήρες για την αξιοποίηση δεδομένων από ηχητικά συμβάντα και επιταχύνσεις κατά τη χρήση καθώς και περιβαλλοντικών παραμέτρων από την οικία ή τον εργασιακό χώρο του ασθενή κατά τη χρήση του.

Η τεχνολογία των αισθητήρων σε συστήματα εκπαίδευσης λήψης φαρμάκου με διαδραστική εκπαίδευση είναι ήδη γνωστή. Ωστόσο, εφαρμογές που χρησιμοποιούν την ανάπτυξη αλγορίθμων ταξινόμησης πολλαπλών δεδομένων από το συγκερασμό αισθητήρων που στηρίζουν ταυτόχρονα τόσο δεδομένα ήχου και επιταχύνσεων, καθώς και περιβαλλοντικών κινδύνων, δεν έχει προβλεφθεί ακόμη.

Ο επιδιωκό μένος από τους αιτούντες σκοπός αποτελεί η τρέχουσα αδυναμία των ασθενών συμπεριλαμβάνοντας κυρίως και τα παιδιά να λαμβάνουν άμεση ανατροφοδότηση και εξατομικευμένες προσεγγίσεις αυτοδιαχείρισης του αναπνευστικού τους νοσήματος και η απουσία δυνατότητας άμεσης πρόσβασης δεδομένων και επικοινωνίας με τους επαγγελματίες υγείας μπορεί να οδηγήσει σε καταστάσεις όπου ο έλεγχος των νοσημάτων αυτών μπορεί να επιδεινωθεί. Κατά συνέπεια η παρούσα εφεύρεση για την υποστήριξη εξατομικευμένων προσεγγίσεων αυτοδιαχείρισης χρόνιων ασθενών με αναπνευστικά προβλήματα σε πραγματικό χρόνο είναι δυνατό να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της ιατρικής περίθαλψης μέσω από: i) την παρακολούθηση της ορθής χρήσης των εισπνευστικών συσκευών καθώς και της αποφυγής κρίσιμων λαθών, με χρήση αισθητήρων, ii) την παρακολούθηση σημαντικών συμπεριφορικών και περιβαλλοντολογιών παραμέτρων που είναι σημαντικές για τα αναπνευστικά νοσήματα όπως τοποθεσία και χρονολογία λήψης φαρμάκου, δεδομένα καιρού, και iii) την συλλογή και αποστολή των δεδομένων σε ένα τοπικό σύστημα επεξεργασίας και ιατρικής συμπερασματολογίας.

Συγκεκριμένα, η παρούσα εφεύρεση προτείνει την ανάπτυξη ενός ευφυούς συστήματος παροχής υπηρεσιών εξατομικευμένης παρακολούθησης και αυτοδιαχείρισης των αναπνευστικών νοσημάτων, μέσω της παρακολούθησης της λήψης εισπνεόμενων φαρμάκων σε συνδυασμό με τεχνικές εκμάθησης της ορθής χρήσης τους. Στη βάση αυτή, η παρούσα εφεύρεση αποτελεί ένα ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης και εκπαίδευσης κάνοντας χρήση μη παρεισφρητικών αισθητήρων όπως επιταχυνσιόμετρο, αισθητήρες θερμοκρασίας, υγρασίας και ήχου, το οποίο μπορεί να προσαρμόζεται σε οποιαδήποτε συσκευή εισπνοής φαρμάκου όπως συσκευές εισπνοής μετρούμενης δόσης, συσκευές εισπνοής ξηράς κόνεως και συσκευές εισπνοής νεφελώματος για (α) να συλλέγει πλήθος δεδομένων ιδιαίτερα σημαντικών και κρίσιμων αναφορικά με την χρήση του εισπνεόμενου φαρμάκου στο χώρο λήψης του, (β) να εκπαιδεύει τους ασθενείς στην ορθή χρήση των εισπνευστικών συσκευών, με χρήση καινοτόμων μεθόδων επεξεργασίας σήματος και υπολογιστικής όρασης, σε συνδυασμό με τεχνικές επαυξημένης πραγματικότητας, καθώς και μέσω της ενσωμάτωσης εικονικών χαρακτήρων και διαδραστικών αφηγήσεων απεικονιζόμενων σε μια έξυπνη συσκευή όπως το κινητό τους τηλέφωνο, και (γ) να καθοδηγεί το άτομο όταν απαιτείται, με ένα σύστημα επικοινωνίας και υποστήριξης λήψης αποφάσεων, με κατάλληλες παρεμβάσεις όπως λήψη ιατρικής βοήθειας από τον ιατρό, αυτοδιαχείριση παροξύνσεων.

Η εξατομικευμένη εφαρμογή αυτοδιαχείρισης αναπνευστικών νοσημάτων θα λειτουργεί στην κινητή συσκευή του ασθενή και θα παρέχει την απαραίτητη καθοδήγηση για την αυτοβελτίωση του μέσω εκπαίδευσης στην ορθή χρήση των εισπνευστικών συσκευών.

Τα σχέδια που συνοδεύουν την εφεύρεση, απεικονίζουν εν συντομία τα εξής:

Το σχέδιο 1 είναι μια γραφική απεικόνιση που δείχνει έναν τρόπο πραγμάτωσης μιας ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), η οποία αποτελείται από συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), θήκη προσαρμογής (3) και ένα έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4).

Το σχέδιο 2 αποτυπώνει γραφικά τη διάταξη του έξυπνου συστήματος βιοπαρακολούθησης (4), το οποίο αποτελείται από ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) και πλατφόρμα (6).

Το σχέδιο 3 παρουσιάζει το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5), το οποίο αποτελείται από μικροελεγκτή πολύ χαμηλής κατανάλωσης (7), υλικολογισμικό (8), μπαταρία (9), κύκλωμα φόρτισης (10), φωτεινές ενδείξεις (11), μικρόφωνο (12), δίαυλο ήχου ενσωματωμένων κυκλωμάτων (13), επιταχυνσιό μέτρο (14), σειριακή περιφερειακή διεπαφή (15), μονάδα αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας (16), δίαυλο επικοινωνίας ενσωματωμένων κυκλωμάτων (17) και ασύρματο δίκτυο (18).

Το σχέδιο 4 παρουσιάζει την πλατφόρμα (6), η οποία αποτελείται από σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19), διαδραστικές αφηγήσεις (20), εικονική πραγματικότητα (21), μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22), σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23) και σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24).

Το σχέδιο 5 παρουσιάζει το έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4), το οποίο αποτελεί τη σύζευξη των στοιχείων του σχεδίου 3 και σχεδίου 4 μέσω της σύνδεσης του ασύρματου δικτύου (18) με το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19).

Στο σχέδιο 6 παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής του υλικολογισμικού (8) του ασύρματου συστήματος βιοπαρακολούθησης (5).

Στο σχέδιο 7 παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής του συστήματος ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23) της πλατφόρμας (6).

Στο σχέδιο 8 παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής του συστήματος ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24) της πλατφόρμας (6).

Στο σχέδιο 9 απεικονίζεται η συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), η θήκη προσαρμογής (3), το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5), στο οποίο διακρίνονται η μπαταρία (9), οι φωτεινές ενδείξεις (11) και το μικρόφωνο (12).

Το σχέδιο 10 απεικονίζει την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) σε διασύνδεση με το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) και με χρήστη (69).

Στο σχέδιο 11 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση που δείχνει το πρώτο βήμα χρήσης της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), κατά το οποίο ο χρήστης (69) καλείται να αφαιρέσει καπάκι (70), όπως υποδεικνύεται από αντίστοιχο βέλος (71). Το σχέδιο 12 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του δεύτερου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να ανακινήσει (72) την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), για διάρκεια ίση με αυτή σε εμφανιζόμενο χρονόμετρο (73).

Το σχέδιο 13 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του τρίτου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να κρατήσει την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), σε όρθια θέση σύμφωνα με εμφανιζόμενα βέλη (74).

Το σχέδιο 14 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του τέταρτου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να τοποθετήσει τον δείκτη (75) και τον αντίχειρα (76) του στις θέσεις που υποδεικνύουν βέλη (77). Το σχέδιο 15 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του πέμπτου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται, κρατώντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) να έχει την πλάτη (78) σε όρθια θέση, όπως υποδεικνύεται από αντίστοιχο βέλος (79).

Το σχέδιο 16 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του έκτου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να γείρει το κεφάλι (80) ελαφρώς προς τα πίσω, όπως υποδεικνύει αντίστοιχο βέλος (81).

Το σχέδιο 17 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του έβδομου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να κρατήσει την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) μπροστά από το πρόσωπό του (82), στο ύψος του στόματός του (83).

Το σχέδιο 18 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του όγδοου βήματος, στο οποίο ο χρήστης (69) καθοδηγείται με τη χρήση της ενσωματωμένης κάμερας (84) του συστήματος απεικόνισης και διεπαφής (19).

Το σχέδιο 19 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του περιβάλλοντος που προβάλλεται κατά το όγδοο βήμα. Διακρίνονται περιοχή προεπισκόπησης (85), περιοχή παρατηρήσεων (86), επιλογή εξόδου (87), επιλογή ρύθμισης φωτεινότητας (88) και περιοχή αναδυόμενου μηνύματος (89).

Το σχέδιο 20 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του ένατου βήματος, όπου ο χρήστης (69) καλείται να εκπνεύσει (90), από το στόμα του (83), όσο περισσότερο μπορεί, καθοδηγούμενος από τη στήλη (91). Το σχέδιο 21 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του δέκατου βήματος, όπου ο χρήστης (69), καλείται να τοποθετήσει επιστόμιο (92) της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) στο στόμα του (83).

Το σχέδιο 22 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του ενδέκατου βήματος, στο οποίο ο χρήστης (69), έχοντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) στο στόμα του (83), καλείται να πιέσει με το δείκτη (75) όπως υποδεικνύεται από αντίστοιχο βέλος (93), ενώ παράλληλα εισπνέει (94) όσο περισσότερο μπορεί, όπως υποδεικνύεται από τη στήλη (91).

Το σχέδιο 23 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του δωδέκατου βήματος, στο οποίο, ο χρήστης (69) καλείται να κρατήσει την αναπνοή του, για διάστημα που υποδεικνύεται από το χρονόμετρο (73).

Το σχέδιο 24 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του δέκατου τρίτου βήματος, στο οποίο ο χρήστης (69), μπορεί να εκπνεύσει (90). Το σχέδιο 25 είναι μια λεπτομερής γραφική απεικόνιση του δέκατου τέταρτου βήματος, στο οποίο ο χρήστης (69) καλείται να επανατοποθετήσει το καπάκι (70) στην ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), όπως υποδεικνύεται από το αντίστοιχο βέλος (95).

Το σχέδιο 26 αποτελεί μία γραφική απεικόνιση του περιβάλλοντος όπου απεικονίζεται η αξιολόγηση της ορθής λήψης φαρμάκου μέσω ποσοστού (96) και με παρατηρήσεις (97) για το ποια βήματα δεν εκτελέστηκαν αμιγώς προτείνοντας διορθωτικές ενέργειες.

Η εφεύρεση περιγράφεται λεπτομερώς παρακάτω, με τη βοήθεια ενός μη περιοριστικού παραδείγματος και με αναφορά στα συνημμένα σχέδια, τα οποία δείχνουν μία μορφή εκτέλεσης του αντικειμένου της παρούσης εφεύρεσης.

Το παρόν μη περιοριστικό παράδειγμα της εφεύρεσης προτείνει την ανάπτυξη και κατασκευή μιας ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), όπως απεικονίζεται στο Σχ. 1, η οποία αποτελείται από τη συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), τη θήκη προσαρμογής (3) και το έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4). Η συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), στο μη περιοριστικό παράδειγμα είναι τύπου συσκευής εισπνοής μετρούμενης δόσης. Η εφεύρεση μπορεί να εφαρμοστεί και σε διάφορους τύπους συσκευών εισπνοής όπως σε συσκευές εισπνοής ξηρής κόνεως και συσκευές εισπνοής νεφελώματος. Η θήκη προσαρμογής (3) μπορεί να κατασκευαστεί από βιοδιασπώμενα θερμοπλαστικά υλικά όπως το πολυγαλακτικό οξύ, με χρήση τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης όπως της Εναπόθεσης Τηγμένου Νήματος, καθώς και με άλλες τεχνολογίες προσθετικής κατασκευής, όπως με στερεολιθογραφία και με επιλεκτική σύντηξη λέιζερ. Ανάλογα με τον τύπο συσκευής χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), η θήκη (3) προσαρμόζεται είτε ως δαχτυλίδι στο κύριο σώμα της συσκευής, είτε στη βάση του όπως για παράδειγμα στην περίπτωση μιας συσκευής ξηράς κόνεως . Το έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4), σύμφωνα με το Σχ. 2, αποτελείται από το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) και την πλατφόρμα (6). Το έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4) αποτελεί ένα ολιστικό ψηφιακό σύστημα παροχής υπηρεσιών εκπαίδευσης και υποβοήθησης αυτοδιαχείρισης στους χρήστες χρόνιων αναπνευστικών νοσημάτων όπως με χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια και άσθμα. Μέσω του έξυπνου συστήματος βιοπαρακολούθησης (4), ο χρήστης (69) εκπαιδεύεται στην ορθή χρήση εισπνεόμενων φαρμακευτικών συσκευών

(2).

Σύμφωνα με το Σχ. 3 το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) υλοποιεί τη συλλογή δεδομένων ήχου, επιταχύνσεων, θερμοκρασίας και υγρασίας μέσω ενός μικροελεγκτή πολύ χαμηλής κατανάλωσης (7). Η χαμηλή κατανάλωση του μικροελεγκτή είναι απαραίτητο χαρακτηριστικό, καθώς τροφοδοτείται από επαναφορτιζόμενη μπαταρία (9), ώστε να εξασφαλίζεται όσο το δυνατό μακροχρόνια χρήση. Η μπαταρία αυτή επαναφορτίζεται μέσω ενός κυκλώματος φόρτισης (10), που ενσωματώνεται στο ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) . Πάνω στο μικροελεγκτή (7) εκτελείται το υλικολογισμικό (8), όπου στο Σχ. 6 παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής του. Κατά την ενεργοποίηση του ασύρματου συστήματος βιοπαρακολούθησης (5) μέσω της ανακίνησης της συσκευής εισπνοής (2), ενεργοποιούνται οι φωτεινές ενδείξεις (11) ώστε να γνωρίζει ο χρήστης (69) ότι η συσκευή ενεργοποιήθηκε επιτυχώς.

Το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) διαθέτει μικρόφωνο (12), επιταχυνσιόμετρο (14) και μονάδα αισθητήρων θερμοκρασίας και υγρασίας (16). Το μικρόφωνο (12) επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή (7) μέσω ενός δίαυλου ήχου ενσωματωμένων κυκλωμάτων (13). Το επιταχυνσιόμετρο (14) επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή (7) μέσω μίας σειριακής περιφερειακής διεπαφής (15). Η μονάδα αισθητών θερμοκρασίας και υγρασίας (16) επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή (7) μέσω ενός δίαυλου επικοινωνίας ενσωματωμένων κυκλωμάτων (17). Τα δεδομένα που συλλέγει ο μικροελεγκτής (7) τα μεταδίδει στη συνέχεια μέσω του ασύρματου δικτύου (18) στην πλατφόρμα (6).

Η πλατφόρμα (6) αποτελεί τη διάδραση με το χρήστη (69) βάση των δεδομένων που συλλέγονται και αποστέλλονται σε αυτή από το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5). Η πλατφόρμα (6), όπως φαίνεται στο Σχ. 4, διαθέτει το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19), το οποίο μπορεί να είναι μία έξυπνη κινητή τηλεφωνική συσκευή, ένα τάμπλετ ή/και υπολογιστής, που διαθέτει κάμερα, μικρόφωνο, ηχείο και πρόσβαση στο διαδίκτυο. Η εκπαίδευση παρέχεται είτε με τη χρήση διαδραστικών αφηγήσεων (20), είτε με τη χρήση εικονικής πραγματικότητας (21). Για την παροχή των παραπάνω λειτουργιών, το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής επικοινωνεί με τη μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22). Πιο αναλυτικά, το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) έχει τη δυνατότητα προβολής διαδραστικών αφηγήσεων (20) μέσω κινούμενων σχεδίων, ηχητικών αφηγήσεων και γραπτού κειμένου, και προβολής αφηγήσεων μέσω εικονικής πραγματικότητας (21) οι οποίες καθοδηγούν τον χρήστη (69) στην ορθή εκτέλεση των βημάτων χρήσης της συσκευής χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2). Το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) κάνει λήψη των δεδομένων που αποστέλλονται από το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) και τα στέλνει στη μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22). Στη μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22) τα δεδομένα που αποθηκεύονται σε αυτήν επεξεργάζονται βάση του τύπου της πληροφορίας που διαθέτουν: α) αν πρόκειται για δεδομένα ήχου, η ανάλυσή τους γίνεται από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23), και β) αν πρόκειται για δεδομένα επιταχύνσεων, η ανάλυσή τους γίνεται από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24). Τα δεδομένα θερμοκρασίας και υγρασίας, δεν υφίστανται κάποια επεξεργασία απλά αποθηκεύονται στη μονάδα (22) και χρησιμοποιούνται μετέπειτα για σκοπούς υποστήριξης λήψης αποφάσεων κατά τη διαδικασία χρήσης της συσκευής εισπνοής (2) σε περιβάλλοντα διαφορετικών συνθηκών.

Στο Σχ. 5 απεικονίζεται η αρχιτεκτονική του έξυπνου συστήματος βιοπαρακολούθησης (4) όπου φαίνεται η λεπτομερής σύνδεση των στοιχείων που απαρτίζουν το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) με τα επιμέρους στοιχεία της πλατφόρμας (6).

Στο μη περιοριστικό παράδειγμα χρησιμοποιήθηκε ένα μικροηλεκτρομηχανικό μικρόφωνο (12). Πρόκειται για ένα πυκνωτικό χωρητικό μικρόφωνο κατασκευασμένο από πυρίτιο μικροσκοπικών διαστάσεων, το οποίο διαθέτει εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. Τα δεδομένα ήχου συλλέγονται από το μικρόφωνο (12), το οποίο επικοινωνεί ψηφιακά με τον μικροελεγκτή (7) μέσω του δίαυλου ήχου ενσωματωμένων κυκλωμάτων (13). Ο μικροελεγκτής (7) ενδεικτικά λαμβάνει τα δεδομένα με 32 bit ανά δείγμα ήχου. Στη συνέχεια τα δεδομένα ήχου αποστέλλονται μέσω του ασύρματου δικτύου (18) στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) και αποθηκεύονται στη μονάδα (22), για την ανάλυσή τους από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23). Το αποτέλεσμα της ανάλυσης απεικονίζεται στο χρήστη μέσω του συστήματος (19).

Επιπρόσθετα, το επιταχυνσιό μέτρο (14) που κρίθηκε κατάλληλο για χρήση είναι ένα χωρητικό μικροηλεκτρομηχανικό στοιχείο. Έχει χαμηλό κόστος και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, με ενδεικτική κατανάλωση μόλις 2μΑ σε λειτουργία εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Το επιταχυνσιόμετρο (14) τοποθετείται ώστε να διασφαλίζει την ορθή χρήση της εισπνοής του φαρμάκου. Συγκεκριμένα το επιταχυνσιόμετρο (14) αντιλαμβάνεται εάν έχει γίνει σωστά η ανακίνηση πριν τη χρήση της συσκευής εισπνοής (2), ενώ ανιχνεύει σε πραγματικό χρόνο τον προσανατολισμό της συσκευής, ώστε να ερμηνεύεται η ορθή της χρήση από το χρήστη. Επίσης το επιταχυνσιόμετρο (14) έχει το ρόλο της αφύπνισης του μικροελεκτή (7). Το επιταχυνσιόμετρο (14) επικοινωνεί με το μικροελεγκτή (7) ψηφιακά μέσω της σειριακής περιφερειακής διεπαφής (15) με ενδεικτική ανάλυση 16 bit. Στη συνέχεια τα δεδομένα επιτάχυνσης αποστέλλονται μέσω του ασύρματου δικτύου (18) στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) και αποθηκεύονται στη μονάδα (22), για την ανάλυσή τους από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24). Το αποτέλεσμα της ανάλυσης απεικονίζεται στο χρήστη μέσω του συστήματος (19).

Τέλος, η μονάδα αισθητήρων θερμοκρασίας και υγρασίας (16) επικοινωνεί με τον μικροελεγκτή (7) μέσω του δίαυλου επικοινωνίας ενσωματωμένων κυκλωμάτων (17) με ενδεικτικά ρυθμιζόμενη ανάλυση 8 ή 12 bit. Στη συνέχεια μέσω του ασύρματου δικτύου (18) τα περιβαλλοντικά δεδομένα αποστέλλονται στο σύστημα απεικόνισης και δεπαφής (19), όπου οι τιμές αποθηκεύονται, προβάλλονται και χρησιμοποιούνται για παραγωγή αντίστοιχων διαγραμμάτων. Ακόμα, ο ιατρός μπορεί να θέσει κανόνες για να λαμβάνει ειδοποιήσεις είτε ο ίδιος, είτε ο χρήστης (69) όταν οι λαμβανόμενες μετρήσεις ξεπερνούν ένα όριο καθορισμένο από τον ιατρό.

Το Σχ. 6 παρουσιάζει ένα μη περιοριστικό παράδειγμα του διαγράμματος ροής του υλικολογισμικού (8). Σύμφωνα με το διάγραμμα ροής, το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5), βρίσκεται αρχικά σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας (28).

Καθώς ο χρήστης (69) ετοιμάζεται να ξεκινήσει τη διαδικασία εισπνοής, θα πρέπει αρχικά να ανακινήσει τη συσκευή (2), η οποία παρομοιάζεται ως συμβάν διπλής κρούσης. Το επιταχυνσιόμετρο (12) έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει τέτοιου είδους γεγονότα και έχει προγραμματιστεί κατάλληλα ώστε να αφυπνίζει το ασύρματο σύστημα (5) όταν αντιληφθεί ένα τέτοιο συμβάν. Εφόσον η έξυπνη συσκευή (1) ενεργοποιηθεί επιτυχώς αναβοσβήνουν μία φορά οι φωτεινές ενδείξεις (11) προς ενημέρωση του χρήστη. Στη συνέχεια γίνεται ενεργοποίηση του ασύρματου δικτύου (33) και αμέσως μετά γίνεται αναμονή ενδεικτικού διαστήματος 20 δευτερολέπτων για σύνδεση (34) με το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (1 9). Αν δε γίνει η σύνδεση εντός του προκαθορισμένου χρονικού διαστήματος, το υλικολογισμικό (8) θέτει τον μικροελεγκτή (7) ξανά σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας (28), δηλαδή η έξυπνη συσκευή (1) επιστρέφει σε κατάσταση ύπνου.

Κατά την κατάσταση ύπνου απενεργοποιείται το ασύρματο σύστημα (5), μειώνοντας κατακόρυφα την κατανάλωση ενέργειας. Το μόνο στοιχείο που μένει ενεργό είναι το επιταχυνσιόμετρο (12), όπου καταναλώνει ελάχιστη ενέργεια και χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της επόμενης ανακίνησης της συσκευής (2).

Αν η σύνδεση (34) γίνει επιτυχώς, το υλικολογισμικό (8) αναμένει τη λήψη εντολής (35) από το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) για να θέσει την δειγματοληψία δεδομένων και αποστολής τους στο μικροελεγκτή (7). Οι δυνατές εντολές που μπορεί να πραγματοποιηθούν είναι η δειγματοληψία ήχου (36) από το μικρόφωνο σε ενδεικτικά πακέτα των 500 byte, η δειγματοληψία επιταχύνσεων (37) από το επιταχυνσιό μέτρο (12) στους τρεις καρτεσιανούς άξονες, ενδεικτικά με 20 δείγματα το δευτερόλεπτο σε ενδεικτικά πακέτα των 60 byte, η δειγματοληψία θερμοκρασίας και υγρασίας (38) από τη μονάδα αισθητών (16) σε ενδεικτικά πακέτα των 1 byte, η τιμή φόρτισης του επιπέδου μπαταρίας (39) και η εντολή επιστροφής σε κατάσταση ύπνου (40).

Το Σχ. 7 παρουσιάζει ένα μη περιοριστικό παράδειγμα του συστήματος ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23). Η ροή ξεκινάει με το ηχητικό σήμα (41), το οποίο είναι σε μορφή αρχείου ήχου κυματομορφής, με ενδεικτικό ρυθμό δειγματοληψίας 8 kHz και ενδεικτικό βάθος 16 ή 32 bit. Αμέσως μετά το ηχητικό σήμα (41) περνάει από ένα υψιπερατό φίλτρο (42) με συχνότητα αποκοπής στα 20 Hz, προκειμένου να αφαιρεθούν συχνότητες που δεν προέρχονται από τη χρήση της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), για καθαρισμό του θορύβου χαμηλής συχνότητας και την εξάλειψη τάσεων χαμηλής συχνότητας από τα δεδομένα χρονοσειρών. Στο επόμενο βήμα το ηχητικό σήμα (41) υφίσταται επεξεργασία συμπίεσης δυναμικού εύρους (43). Αυτό γίνεται καθώς στο παρόν μη περιοριστικό παράδειγμα δίνεται η δυνατότητα σε περίπτωση βλάβης του ασύρματου συστήματος βιοπαρακολούθησης (5) να γίνει χρήση του ενσωματωμένου μικροφώνου (12) στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19). Οι ιδιότητες του ηχητικού σήματος (41) που λαμβάνεται μέσω του μικροφώνου που διαθέτει το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) δύναται να διαφέρουν από αυτά του μικροφώνου (12) που είναι ενσωματωμένο στο ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) ως προς το πλάτος μεταξύ των πιο δυνατών και των αθόρυβων τμημάτων του ηχητικού σήματος. Τα ηχητικά συμβάντα με το χαμηλότερο πλάτος είναι οι εκπνοές που πραγματοποιούνται μακριά από το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) και κατ' επέκταση μακριά από το μικρόφωνο που είναι τοποθετημένο πάνω στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19). Κατά τη συμπίεση δυναμικού εύρους (43) λαμβάνονται ως παράμετροι το κατώφλι -πόσο δυνατά πρέπει να είναι το σήμα πριν από τη συμπίεση- και η αναλογία -πόση συμπίεση εφαρμόζεται, π.χ. αν ο λόγος συμπίεσης έχει οριστεί για 6 προς 1, το σήμα εισόδου θα πρέπει να περάσει το κατώφλι κατά 6 dB για να αυξηθεί το επίπεδο εξόδου κατά 1 dB-. Το επόμενο βήμα στον αλγόριθμο είναι η εξαγωγή 34 βραχυπρόθεσμων χαρακτηριστικών (44). Το σήμα διαιρείται σε επιμέρους τμήματα, τα οποία έχουν ενδεικτική διάρκεια 50ms και ενδεικτική αλληλοεπικάλυψη ανά 25 ms, ήτοι 50%. Για κάθε τμήμα υπολογίζονται και τα 34 χαρακτηριστικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ακολουθία διανυσμάτων βραχυπρόθεσμων χαρακτηριστικών με 34 στοιχεία το καθένα. Τα βραχυπρόθεσμα χαρακτηριστικά στη συνέχεια χρησιμοποιούνται σε μια ημι-εποπτευόμενη προσέγγιση εκπαίδευσης ενός δυαδικού μηχανισμού υποστήριξης διανυσμάτων (support vector machine) (45) που ταξινομεί τα τμήματα βάσει της ενέργειάς τους, σε τμήματα υψηλής ενέργειας και τμήματα χαμηλής ενέργειας. Το αποτέλεσμα είναι η εξαγωγή μεμονωμένων ηχητικών συμβάντων, που αποσκοπεί στην αφαίρεση των σιωπηλών τμημάτων του σήματος, και διατήρηση των τμημάτων με φωνητική δραστηριότητα (46). Στη συνέχεια από τα τμήματα ήχου με φωνητική δραστηριότητα (46) πραγματοποιείται εξαγωγή χαρακτηριστικών (47) με βάση τα οποία πραγματοποιείται συμπερασμός (48). Ο συμπερασμός γίνεται με τη χρήση ενός μοντέλου ταξινομητή ενίσχυσης κλίσης (Gradient Boosting) (51), ο οποίος έχει εκπαιδευτεί με χαρακτηριστικά αρχείων ήχου (50) από επισημασμένα ηχητικά δεδομένα (49). Ο συμπερασμός (48) οδηγεί στην επισήμανση των αρχείων των τμημάτων της ηχογράφησης (52) με το ανάλογο εντοπισμένο συμβάν. Ένα μη περιοριστικό παράδειγμα συμβάντων αποτελούν (α) προετοιμασία δόσης, (β) εκπνοή, (γ) εισπνοή, (δ) εισπνοή με απελευθέρωση δόσης φαρμάκου.

Το Σχ. 8 παρουσιάζει ένα μη περιοριστικό παράδειγμα της ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24). Η ροή ξεκινάει με τα δεδομένα επιταχύνσεων (53), τα οποία είναι αποθηκευμένα σε μορφή τιμών διαχωρισμένων με κόμμα, όπου σε κάθε γραμμή του αρχείου υπάρχουν οι αντίστοιχες τιμές επιταχύνσεων για κάθε ένα άξονα εκ των X, Ψ, Ζ. Στο παρόν μη περιοριστικό παράδειγμα το επιταχυνσιόμετρο έχει συχνότητα δειγματοληψίας 20 Ηζ, εύρος μετρήσεων από -2g έως 2g και οι τιμές λαμβάνονται από αυτό με εύρος 0-255. Κατά την προεπεξεργασία (54) οι τιμές μετατρέπονται σε τιμές επιτάχυνσης της βαρύτητας, όπου αν η τιμή είναι μεγαλύτερη ή ίση με 128, αφαιρείται η τιμή 256 και το αποτέλεσμα διαιρείται με το 64. Διαφορετικά, η τιμή διαιρείται απευθείας με το 64. Με αυτό τον τρόπο, το εύρος τιμών από 128 έως 256 μετατρέπεται σε εύρος από -2 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας έως 0 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας, και το εύρος τιμών από 0 έως 128 σε 0 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας έως 2 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας. Στη συνέχεια γίνεται διαχωρισμός της ροής σε επιμέρους τμήματα (55) 20 δειγμάτων, που αντιστοιχούν σε διάρκεια ενός δευτερολέπτου, με αλληλοεπικάλυψη ανά ένα δείγμα, που αντιστοιχεί σε διάρκεια 50 χιλιοστοδευτερόλεπτα. Στη συνέχεια η ροή διαχωρίζεται σε δύο ροές, καθώς θα γίνει συμπερασμός από δύο ανεξάρτητα μοντέλα ταξινόμησης επιταχύνσεων, έκαστο εκπαιδευμένο να αναγνωρίζει μια κατηγορία λαθών. Το μοντέλο ταξινόμησης επιταχύνσεων 1 (56) ειδικεύεται στον εντοπισμό του ορθού τρόπου κράτησης της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) κατά την εισπνοή, και το μοντέλο ταξινόμησης επιταχύνσεων 2 (57) ειδικεύεται στην ταχύτητα και φορά της κίνησης κατά την εισπνοή. Τόσο το μοντέλο ταξινόμησης επιταχύνσεων 1 (56), όσο το μοντέλο ταξινόμησης επιταχύνσεων 2 (57) βασίζονται σε μεθόδους ανίχνευσης νέων τιμών (novelty detection), και πιο συγκεκριμένα μπορεί να γίνει χρήση των αλγορίθμων τοπικού παράγοντα απομακρυσμένων τιμών (Local Outlier Factor), δάσους απομόνωσης (Isolation Forest) ή μηχανισμού υποστήριξης διανυσμάτων μιας κλάσης (One-Class Support vector machine).

To μοντέλο 1 (56) για να εκπαιδευτεί χρησιμοποιούνται καταγραφές ορθών κινήσεων (58), από τις οποίες γίνεται η εξαγωγή των χαρακτηριστικών (59) τους, όπως (α) η μέση τετραγωνική ρίζα, (β) ο αριθμητικός μέσος, (γ) ο συντελεστής συσχέτισης ανάμεσα στους άξονες, βάσει κατάλληλων μαθηματικών συναρτήσεων. Τα εξαγόμενα χαρακτηριστικά (59) των ορθών κινήσεων, χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση (60) του μοντέλου 1 (56). Για να γίνει η εξαγωγή των συμπερασμάτων (62) της σωστής λήψης φαρμάκου κατά τη διάρκεια της χρήσης της συσκευής (1) από τον χρήστη (69) ακολουθείται η ίδια διαδικασία εξαγωγής χαρακτηριστικών (59) με την εκπαίδευση του μοντέλου 1 (60). Τα χαρακτηριστικά που εξάγονται (61) από τις κινήσεις που εκτελεί ο χρήστης κατά την διαδικασία εισπνοής (94) χρησιμοποιούνται για να γίνει η διαδικασία συμπερασμού (62) με το εκπαιδευμένο μοντέλο 1 (56). Αντίστοιχα, το μοντέλο 2 (57) για να εκπαιδευτεί χρησιμοποιούνται οι ίδιες καταγραφές ορθών κινήσεων (58), από τις οποίες γίνεται η εξαγωγή των χαρακτηριστικών (63) τους, όπως (α) η μέση τετραγωνική ρίζα της κλίσης και (β) ο αριθμητικός μέσος της κλίσης, βάσει κατάλληλων μαθηματικών συναρτήσεων. Τα εξαγόμενα χαρακτηριστικά (63) των ορθών κινήσεων, χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση (64) του μοντέλου 2 (57). Για να γίνει η εξαγωγή των συμπερασμάτων (66) της σωστής λήψης φαρμάκου κατά τη διάρκεια της χρήσης της συσκευής (1) από τον χρήστη (69) ακολουθείται η ίδια διαδικασία εξαγωγής χαρακτηριστικών (63) με την εκπαίδευση του μοντέλου 2 (64). Τα χαρακτηριστικά που εξάγονται (65) από τις κινήσεις που εκτελεί ο χρήστης κατά την διαδικασία εισπνοής (94) χρησιμοποιούνται για να γίνει η διαδικασία συμπερασμού (66) με το εκπαιδευμένο μοντέλο 2 (57). Τα αποτελέσματα του συμπερασμού (62) με το μοντέλο 1 (56) και συμπερασμού (66) με το μοντέλο 2 (57) συγκρίνονται (67) για κάθε τμήμα και εξάγεται το τελικό αποτέλεσμα

(68).

Το Σχ. 9 παρουσιάζει ένα μη περιοριστικό παράδειγμα της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), που παρουσιάζει τη θήκη προσαρμογής (3) προσαρμοσμένη σε μια συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2). Φαίνεται ακόμα ο τρόπος που η θήκη προσαρμογής (3) εσωκλείει το ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5). Στο ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης είναι διακριτά τα στοιχεία της μπαταρίας (9), των φωτεινών ενδείξεων (11) και του μικροφώνου (12).

Το Σχ. 10 παρουσιάζει ένα μη περιοριστικό παράδειγμα της διάδρασης της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) με το χρήστη (69) και το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19).

Τα Σχ. 11 - 25 παρουσιάζουν ένα μη περιοριστικό παράδειγμα των βημάτων που απεικονίζονται στο χρήστη μέσω του συστήματος απεικόνισης και διεπαφής (19).

Στο Σχ. 11 παρουσιάζεται το πρώτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) αφαιρεί το καπάκι (70) από την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) πραγματοποιώντας κίνηση σύμφωνα με τη φορά του εικονιζόμενου βέλους (71).

Στο Σχ. 12 παρουσιάζεται το δεύτερο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) ανακινεί την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), όπως υποδεικνύεται από τα εικονιζόμενα βέλη (72), και για χρονικό διάστημα ίσο με την αντίστροφη μέτρηση στο εικονιζόμενο χρονόμετρο (73). Το βήμα αυτό επιβεβαιώνεται ότι εκτελέστηκε ορθά συλλέγοντας δεδομένα από τους αισθητήρες μικροφώνου (12) ή/και επιταχυνσιό μέτρου (14).

Στο Σχ. 13 παρουσιάζεται το τρίτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) συγκρατεί την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) σε όρθια θέση, όπως υποδεικνύεται από τα εικονιζόμενα βέλη (74).

Στο Σχ. 14 παρουσιάζεται το τέταρτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) απεικονίζεται να έχει τοποθετήσει το δείκτη (75) στο πάνω μέρος της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), και τον αντίχειρα (76) στο κάτω μέρος, όπως υποδεικνύεται από τα εικονιζόμενα βέλη (77).

Στο Σχ. 15 παρουσιάζεται το πέμπτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) απεικονίζεται να έχει την πλάτη (78) σε όρθια θέση, όπως υποδεικνύεται από το εικονιζόμενο βέλος (79), κρατώντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1).

Στο Σχ. 16 παρουσιάζεται το έκτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) μετακινεί την κεφαλή του (80) ώστε να γέρνει ελαφρώς προς τα πίσω, όπως υποδεικνύεται από το εικονιζόμενο βέλος (81), κρατώντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής

(1).

Στο Σχ. 17 παρουσιάζεται το έβδομο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) φέρνει την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) μπροστά από το πρόσωπό του (82) στο ύψος του στόματός του (83). Το βήμα αυτό αποτελεί προετοιμασία για το όγδοο βήμα. Στο τέλος του έβδομου βήματος δίνεται η δυνατότητα ο χρήστης να επιλέξει είτε να εκτελέσει το όγδοο βήμα, που αποτελεί την καθοδήγηση στην σωστή κράτηση της συσκευής, είτε να προχωρήσει απευθείας στο ένατο βήμα.

Στο Σχ. 18 παρουσιάζεται το όγδοο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) έχοντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) μπροστά από το πρόσωπό του (82) στο ύψος του στόματός του (83) ήδη από το προηγούμενο βήμα καθοδηγείται στην ορθή κράτησή της. Για το σκοπό αυτό γίνεται χρήση της ενσωματωμένης κάμερας (84) που διαθέτει το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19). Στο Σχ. 19 παρουσιάζεται η οθόνη που προβάλλεται στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19). Η οθόνη αυτή αποτελείται από την προεπισκόπηση (85), το χώρο παρατηρήσεων (86), την επιλογή αποχώρησης (87), την επιλογή ρύθμισης φωτεινότητας (88) και τα αναδυόμενα μηνύματα (89). Για να γίνει ανάλυση της εικόνας γίνεται αρχικά αναγνώριση του προσώπου του χρήστη (69), βάσει ενός εκπαιδευμένου μοντέλου από εικόνες προσώπων. Εφόσον αναγνωριστεί με επιτυχία το πρόσωπο του χρήστη (69), γίνεται ανίχνευση της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1). Η συσκευή (1) ανιχνεύεται είτε βάσει των διακριτικών χαρακτηριστικών της συσκευής χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), όπως χρώμα, είτε βάσει των διακριτικών χαρακτηριστικών της θήκης προσαρμογής (3), όπως χρωματικοί δείκτες ή μοτίβα. Κατά τη διάρκεια της ανίχνευσης το σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19) προβάλλει προεπισκόπηση (85) της εικόνας από την κάμερα (84), και παράλληλα προβάλλεται το αποτέλεσμα της ανάλυσης (86). Στο παρόν μη περιοριστικό παράδειγμα, πιθανές παρατηρήσεις είναι «Ανάποδα», υποδεικνύοντας ότι η συσκευή κρατείται ανάποδα, «Κλίση δεξιά» ή «Κλίση αριστερά», υποδεικνύοντας ότι η συσκευή δεν κρατείται ίσια, αλλά σημειώνεται κλίση μεγαλύτερη από ένα προκαθορισμένο κατώφλι προς τα δεξιά ή αριστερά αντίστοιχα, ή «Σωστά», όπου υποδεικνύεται ότι η συσκευή κρατείται σωστά. Μόλις η συσκευή κρατηθεί μια φορά σωστά, εμφανίζεται μήνυμα (89) που ενημερώνει τον χρήστη ότι η συσκευή (1) κρατήθηκε σωστά και ζητείται να το επαναλάβει, προς αποφυγή τυχαίου αποτελέσματος. Εάν ο χρήστης (69) κρατήσει ξανά τη συσκευή (1) σωστά εμφανίζεται νέο μήνυμα (89) που τον ενημερώνει πως κρατάει σωστά τη συσκευή (1) και μπορεί να προχωρήσει στο επόμενο βήμα. Εάν αντιμετωπίζει κάποια δυσκολία μπορεί να επιλέξει να αποχωρήσει από τη συγκεκριμένη λειτουργία, επιλέγοντας το κουμπί εξόδου (87). Αν αντιμετωπίζει δυσκολία με τον εντοπισμό προσώπου μπορεί να ρυθμίσει χειροκίνητα τη φωτεινότητα επιλέγοντας το κουμπί ρυθμίσεων (88).

Στο Σχ. 20 παρουσιάζεται το ένατο βήμα όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) εκπνέει (90) όσο περισσότερο μπορεί από το στόμα (83). Η εκπνοή γίνεται μακριά από την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), καθώς αυτή δεν υπάρχει στο πλάνο. Επίσης εμφανίζεται μια στήλη (91) που δείχνει να αδειάζει με την πάροδο του χρόνου, παροτρύνοντας τον χρήστη (69) να εκπνεύσει όσο περισσότερο μπορεί. Το βήμα αυτό επιβεβαιώνεται ότι εκτελέστηκε ορθά συλλέγοντας δεδομένα από τους αισθητήρες μικροφώνου (12) ή/και επιταχυνσιό μέτρου (14).

Στο Σχ. 21 παρουσιάζεται το δέκατο βήμα όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) φέρνει την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) στο στόμα του (83), με τα χείλη του να εφάπτονται με το επιστόμιο (92). Στο Σχ. 22 παρουσιάζεται το ενδέκατο βήμα όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) έχοντας την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) στο στόμα του (83) πιέζει με το δείκτη (75) το πάνω μέρος της ευφυούς συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), κατά τη φορά που υποδεικνύει το βέλος (93). Παράλληλα εισπνέει (94) όσο περισσότερο μπορεί, όπως υποδεικνύεται από τη στήλη (91). Η πίεση με τον δείκτη (75) της συσκευής εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) λαμβάνει χώρα κατά την εκκίνηση της εισπνοής, και αυτό υποδεικνύεται καθώς η συγκεκριμένη κίνηση γίνεται όταν η εικονιζόμενη πληρότητα των πνευμόνων από τη στήλη (91) βρίσκεται ακόμα χαμηλά. Το βήμα αυτό επιβεβαιώνεται ότι εκτελέστηκε ορθά συλλέγοντας δεδομένα από τους αισθητήρες μικροφώνου (12) ή/και επιταχυνσιό μέτρου (14).

Στο Σχ. 23 παρουσιάζεται το δωδέκατο βήμα όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) κρατάει την αναπνοή, που φαίνεται από την έλλειψη άλλων κινήσεων και τα σφραγισμένα χείλη του στόματός του (83) για χρονικό διάστημα ίσο με την αντίστροφη μέτρηση εικονιζόμενο χρονόμετρο (73). Στο Σχ. 24 παρουσιάζεται το δέκατο τρίτο βήμα όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) εκπνέει (90) από το στόμα (83). Το βήμα αυτό επιβεβαιώνεται ότι εκτελέστηκε ορθά συλλέγοντας δεδομένα από τους αισθητήρες μικροφώνου (12) ή/και επιταχυνσιόμετρου (14), καθώς και μετρώντας το χρονικό διάστημα που πέρασε από την εισπνοή του φαρμάκου μέχρι την εκπνοή.

Στο Σχ. 25 παρουσιάζεται το δέκατο τέταρτο βήμα χρήσης, όπου ο εικονιζόμενος χρήστης (69) επανατοποθετεί το καπάκι (70) από την ευφυή συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1) πραγματοποιώντας κίνηση σύμφωνα με τη φορά του εικονιζόμενου βέλους (95).

Στο Σχ. 26 παρουσιάζεται το αποτέλεσμα των αναλύσεων που έγιναν στη μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22) που ενσωματώνει τα ευρήματα από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23) ή/και από το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24). Ο χρήστης (69) βλέπει το αποτέλεσμα στο σύστημα απεικόνισης και διεπαφής (19). Το αποτέλεσμα περιλαμβάνει την πιστότητα τήρησης των οδηγιών χρήσης, που εκφράζεται ως ένα αποτέλεσμα επί τοις εκατό (96) ανάλογα με την κρισιμότητα των εντοπισμένων λαθών, καθώς και παρατηρήσεις σε μορφή κειμένου (97), που ενημερώνουν τον χρήστη (69) σχετικά με πιθανά εντοπισμένα λάθη προς αποφυγή.

Claims (2)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Ευφυής συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής με βιοπαρακολούθηση και προσωποποιημένη εκπαίδευση μέσω ταξινόμησης πολλαπλών δεδομένων (1) αποτελούμενη από συσκευή χορήγησης εισπνεόμενου φαρμάκου (2), θήκη προσαρμογής (3) και ένα έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4), χαρακτηριζόμενη από το ότι το έξυπνο σύστημα βιοπαρακολούθησης (4) έχει ασύρματο σύστημα βιοπαρακολούθησης (5) με μικροελεγκτή (7), υλικολογισμικό (8), μπαταρία (9), κύκλωμα φόρτισης (10), φωτεινές ενδείξεις (11), μικρόφωνο (12), δίαυλο ήχου ενσωματωμένων κυκλωμάτων (13), επιταχυνσιόμετρο (14), σειριακή περιφερειακή διεπαφή (15), μονάδα αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας (16), δίαυλο επικοινωνίας ενσωματωμένων κυκλωμάτων (17) και ασύρματο δίκτυο (18) και από μια πλατφόρμα (6) με σύστημα απεικόνισης και διεπ αφής (19), διαδραστικές αφηγήσεις (20), εικονική πραγματικότητα (21), μονάδα επεξεργασίας και αποθήκευσης (22), σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23) και σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24).

2. Ευφυής συσκευή εισπνεόμενης φαρμακευτικής αγωγής (1), σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη από το ότι το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων ήχου (23) εφαρμόζει υψιπερατό φίλτρο (42), συμπίεση δυναμικού εύρους (43), κάνει χρήση βραχυπρόθεσμων χαρακτηριστικών (44) και ενός δυαδικού μηχανισμού υποστήριξης διανυσμάτων (45) προκειμένου να διατηρηθούν τα τμήματα με φωνητική δραστηριότητα (46) από τα οποία πραγματοποιείται εξαγωγή χαρακτηριστικών (47) τα οποία εισάγονται σε ένα μοντέλο ταξινομητή ενίσχυσης κλίσης (51) ο οποίος πραγματοποιεί συμπερασμό (48) και οδηγεί στην επισήμανση των αρχείων των τμημάτων της ηχογράφησης (52) με το ανάλογο εντοπισμένο συμβάν, και από το ότι το σύστημα ταξινόμησης δεδομένων επιταχύνσεων (24) κατά την εκτέλεση του αρχικά διαχωρίζει τη ροή δεδομένων (53) σε επιμέρους τμήματα με αλληλοεπικάλυψη (55), από τα οποία γίνεται εξαγωγή χαρακτηριστικών (59) και διαδικασία συμπερασμού (62) με το εκπαιδευμένο μοντέλο 1 (56) και αντίστοιχα εξαγωγή χαρακτηριστικών (63) και διαδικασία συμπερασμού (66) με το εκπαιδευμένο μοντέλο 2 (57), με τα αποτελέσματα των δύο μοντέλων να συγκρίνονται (67) για κάθε επιμέρους τμήμα (55) και να εξάγεται το τελικό αποτέλεσμα (68) αν πραγματοποιήθηκε ορθή κίνηση.